Bài giảng Sức bền vật liệu: Chương 6 - TS. Trần Minh Thi

Chương 6 của tài liệu này tập trung vào chủ đề Đặc trưng Hình học, một khái niệm cơ bản và thiết yếu trong lĩnh vực cơ học kết cấu. Nội dung chính giới thiệu định nghĩa và vai trò của các đặc tính hình học của mặt cắt ngang, nhấn mạnh ảnh hưởng của chúng đến khả năng chịu lực và hành vi của các cấu kiện chịu lực.

Tài liệu này hướng đến sinh viên ngành kỹ thuật (xây dựng, cơ khí, kiến trúc), kỹ sư, và các nhà nghiên cứu cần nắm vững các kiến thức nền tảng về đặc trưng hình học của mặt cắt ngang để ứng dụng trong phân tích, thiết kế kết cấu và các bài toán sức bền vật liệu.

Tài liệu này là một chương chuyên sâu về các đặc trưng hình học của mặt cắt ngang, yếu tố then chốt trong phân tích kết cấu và sức bền vật liệu. Bắt đầu với khái niệm cơ bản, tài liệu giải thích vai trò của hình dáng và vị trí mặt cắt ngang đối với khả năng làm việc của thanh. Tiếp theo, trình bày chi tiết về mô men tĩnh, định nghĩa trọng tâm như là điểm mà mô men tĩnh bằng 0, cùng với phương pháp xác định tọa độ trọng tâm và các tính chất quan trọng của nó, đặc biệt là đối với các hình có trục đối xứng và hình phức tạp. Phần trọng tâm của tài liệu đi sâu vào mô men quán tính, bao gồm mô men quán tính độc cực, mô men quán tính đối với trục (Ix, Iy) và mô men quán tính ly tâm (Ixy), nhấn mạnh thứ nguyên và tính chất cộng dồn của chúng cho các hình phức tạp. Khái niệm hệ trục chính trung tâm được giới thiệu là hệ trục mà mô men quán tính ly tâm bằng không, cùng với các tính chất liên quan đến trục đối xứng. Ngoài ra, tài liệu còn cung cấp công thức tính mô men quán tính cho các hình dạng phổ biến như hình chữ nhật, hình tròn, và hình vành khăn, đồng thời đề cập đến việc tra cứu đối với thép hình tiêu chuẩn. Cuối cùng, hai công cụ toán học quan trọng là công thức chuyển trục song song và công thức xoay trục được trình bày chi tiết, cho phép tính toán các đặc trưng hình học khi thay đổi hệ trục tọa độ, bao gồm cả việc xác định mô men quán tính cực trị và hệ trục chính.